一種光觸發機械鍵盤開關的制作方法

本發明涉機械鍵盤開關領域，特別涉及一種光觸發機械鍵盤開關。

背景技術：

機械鍵盤(英文：Mechanical Keyboard)是一種鍵盤的類型，從結構來說，機械鍵盤的每一顆按鍵都有一個單獨的開關來控制閉合。在鍵盤出現的早期就已經出現了機械鍵盤，曾經經歷過一段繁榮時期，比如早期的服務器上曾配備的就是機械鍵盤。隨后很快被物美價廉的薄膜鍵盤所替代，但是機械鍵盤并沒有消失，一直作為高端產品的代表發展到今天，機械鍵盤本身的特性是無法被淹沒的，所以當機械鍵盤經歷了繁榮、沒落之后，如今的現狀是，越來越多電腦的使用者和游戲玩家，對使用電腦的舒適度、手感、品質提出了更高的要求，作為外設之一的鍵盤也出現了一些變化，機械鍵盤不再只是發燒友的最愛，而且開始被越來越多的追求品質和手感的朋友所認可。

中國專利公布號CN 105023790 A公開了一種機械開關，包括固設在PCB板上的開關本體和固設在所述開關本體下方的PCB板上的LED燈，開關本體包括上蓋、軸芯、彈簧、靜接觸片、動接觸片和底座；所述底座固設在所述PCB電路板上，所述上蓋扣合在所述底座上；所述軸芯位于所述底座和所述上蓋之間，所述軸芯與所述底座之間設置有彈簧；所述靜接觸片和動接觸片均固定設在所述底座上；所述加置導光柱的機械開關通過其內靜接觸片和動接觸片的接觸與解除接觸完成所控制電路的通斷，所述加置導光柱的機械開關通過軸芯向下按壓彈簧和彈簧恢復形變向上頂起軸芯完成控制靜接觸片和動接觸片的接觸與解除接觸。這樣的結構存在以下的缺陷：

第一、靜接觸片和動接觸片均為金屬片，很容易氧化，一旦氧化就會造成接觸不良；

第二、防塵性能差，一旦機械開關內部覆蓋在靜接觸片和動接觸片上的灰塵達到一定程度，就會影響靜接觸片和動接觸片的接觸，從而造成接觸不良；

第三、防水性能差，金屬片一旦接觸到水，就會造成接觸不良，甚至造成整個鍵盤的短路；

第四、由于機械鍵盤的每一顆按鍵都有一個單獨的開關來控制閉合，而為了實現機械開關與PCB板的電連接，常規的結構都是采用焊接的方式將金屬片焊接在PCB板上實現導通，一旦某一顆或者某多顆機械開關損壞，維修程序比較繁瑣，維修的成本也比較高，很多用戶直接采用報廢的方式處理這存在局部損壞的鍵盤，造成較大的浪費；因此，機械開關與PCB板之間的連接方式已直接影響到整個鍵盤產品的使用壽命。

技術實現要素：

本發明所解決的技術問題在于提供一種光觸發機械鍵盤開關，能夠有效解決接觸不良以及做到防水的效果，并且鍵盤開關的組裝和拆卸方便，從而提升鍵盤產品的使用壽命。

本發明的技術方案是：一種光觸發機械鍵盤開關，包括鍵盤固定座、非接觸式電子組件、設置在鍵盤固定座下方的PCB板，所述非接觸式電子組件包括受光元件、發光元件、導光柱、聚光柱，所述受光元件和發光元件分別對應設置在PCB板上；所述鍵盤固定座上設置有開關本體，所述開關本體包括上蓋、防塵軸、彈簧、底座，所述上蓋扣合在底座上，所述防塵軸設置在上蓋和底座之間并且由上蓋伸出，所述防塵軸的底端通過彈簧與底座的底部相抵，所述底座的一側分隔設置有第一穿孔和第二穿孔，所述導光柱嵌設在第一穿孔內并且上端貫穿至上蓋之外，所述聚光柱嵌設在第二穿孔內并且上端伸出第二穿孔，所述導光柱的下端與發光元件相對，所述聚光柱的下端與受光元件相對，所述第一穿孔和第二穿孔之間形成間隔空間，所述間隔空間內設置有固定在防塵軸上的阻光片。

作為優選方案，所述聚光柱對應導光柱的一側面設置為入光面，所述導光柱從下至上依次包括入光段、折射段、出光段，所述入光段的下表面與發光元件相對，所述折射段靠向聚光柱的一側設置有與聚光柱入光面相對應的透光凸塊，所述透光凸塊與聚光柱入光面相對應的面設置為第一出光面；所述出光段貫穿至上蓋之外，所述出光段的上端設置為第二出光面，所述第二出光面設置為圓弧面；所述折射段遠離透光凸塊的一側面開設有凹槽，所述凹槽的底面設置為一向下傾斜45°的鏡面；所述入光段的橫截面面積大于折射段的橫截面面積；所述折射段的橫截面面積大于出光段的橫截面面積。

作為優選方案，所述聚光柱的底端設置為圓弧面。

作為優選方案，所述PCB板、發光元件、受光元件的上表面均覆蓋有透明防水膜層。

作為優選方案，所述第一穿孔的下表面設置有與發光元件相配合的第一讓位空間；所述第二穿孔的下表面設置有與受光元件相配合的第二讓位空間。

作為優選方案，所述發光元件設置為貼片單色發光元件或者貼片彩色發光元件。

作為優選方案，所述底座的相對兩側設置有與鍵盤固定座配合安裝的卡扣裝置。

本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果，具體而言，由上述方案可知：受光元件、發光元件、導光柱、聚光柱構成了本技術的非接觸式電子組件，采用光信號的切換實現開關信號輸出，開關本體內無需設置金屬片，因而開關本體不會出現金屬片之間接觸不良的情況，也不會出現短路的情況，實現了開關本體的防水性能；發光元件和受光元件均設置在PCB板上，開關本體設置在鍵盤固定座上，使開關本體易于組裝和拆卸；發光元件與導光柱作為開關本體的光源，發光元件設置為貼片單色發光元件或者貼片彩色發光元件,實現對鍵盤鍵帽呈現單色或者彩色的效果，同時也向非接觸式電子組件提供了光源，達到一光兩用的目的，為整個鍵盤節約了電子元件，提升了生產效率。

附圖說明

圖1為本發明的爆炸圖。

圖2為本發明組裝狀態的立體視圖。

圖3為底座的立體視圖。

圖4為本發明整體結構的剖視圖。

圖5為本發明不導通狀態的剖視圖。

圖6為本發明導通狀態的剖視圖。

圖7為非接觸式電子組件的結構視圖。

圖8為導光柱的橫截面分段示意圖。

圖中：上蓋1、防塵軸2、阻光片3、彈簧4、導光柱5、聚光柱6、底座7、卡扣裝置8、第一穿孔9、第二穿孔10、間隔空間11、PCB板12、受光元件13、發光元件14、鍵盤固定座15、入光段16、折射段17、出光段18、透光凸塊19、凹槽20、鏡面21、入光面22、第一出光面25、第二出光面26、第一讓位空間27、第二讓位空間28。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明的技術方案進行說明。

本發明的描述中，需要說明的是，術語“從下至上”、“上端”、“下端”指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7所示，一種光觸發機械鍵盤開關，包括鍵盤固定座15、非接觸式電子組件、設置在鍵盤固定座15下方的PCB板12，非接觸式電子組件包括受光元件13、發光元件14、導光柱5、聚光柱6，受光元件13和發光元件14分別對應設置在PCB板12上；鍵盤固定座15上設置有開關本體，開關本體包括上蓋1、防塵軸2、彈簧4、底座7，上蓋1扣合在底座7上，防塵軸2設置在上蓋1和底座7之間并且由上蓋1伸出，防塵軸4的底端通過彈簧4與底座7的底部相抵，底座7的一側分隔設置有第一穿孔9和第二穿孔10，導光柱5嵌設在第一穿孔9內并且上端貫穿至上蓋1之外，聚光柱6嵌設在第二穿孔10內并且上端伸出第二穿孔10，導光柱5的下端與發光元件14相對，第一穿孔9的下表面設置有與發光元件14相配合的第一讓位空間27；第二穿孔10的下表面設置有與受光元件13相配合的第二讓位空間28，聚光柱6的下端與受光元件13相對，第一穿孔9和第二穿孔10之間形成間隔空間11，間隔空間11內設置有固定在防塵軸2上的阻光片3。

本發明的操作原理是：通過操控防塵軸2，帶動阻光片3在伸入間隔空間11和脫離間隔空間11的位置之間切換，對發光元件14和受光元件13的光路進行阻擋和不阻擋，從而實現切換開關信號的輸出，具體而言，阻光片3伸入間隔空間11內，發光元件14和受光元件13的光路不再受阻光片3的阻擋，發光元件14的光線通過導光柱5進行導光，聚光柱6接收到導光柱5的光線再將光線折射到受光元件13從而得到信號反饋；防塵軸2在彈簧4的帶動下復位，阻光片3脫離間隔空間11后恢復到對發光元件14和受光元件13的光路進行阻擋的狀態。這種通過光線實現開關信號切換的結構，不存在因為灰塵的覆蓋而導致接觸不良的情況。

開關本體包括上蓋1、防塵軸2、彈簧4、底座7，內部無需設置任何金屬接觸件，一方面簡化了內部結構，另一方面為開關本體的防水和防塵帶來了直接的作用，開關本體不再因為進水或者過多的灰塵覆蓋而影響產品的正常操作。由于受光元件13和發光元件14分別對應貼片設置在PCB板12上，也不存在金屬接觸件的連接，因而更進一步做到了產品的防水和防塵的性能。

參照圖7所示，聚光柱6對應導光柱5的一側面設置為入光面22，導光柱5從下至上依次包括入光段16、折射段17、出光段18，入光段16的下表面與發光元件14相對應，折射段17靠向聚光柱6的一側設置有與聚光柱6入光面22相對應的透光凸塊19，透光凸塊19與聚光柱6入光面相對應的面設置為第一出光面25。導光柱5的出光段18貫穿至上蓋1之外，出光段18的上端設置為第二出光面26。

本技術中，發光元件14與導光柱5具有兩個功能，第一個功能是為非接觸式電子組件的受光元件13提供光線實現開關信號的切換，第二個功能是作為開關本體的發光提供光源，簡化和優化了開關本體的內部結構，節省了材料成本，導光柱5第二出光面26設置為圓弧面，使發光元件14通過導光柱5射出的光線能夠分散，光線能夠從多個角度散發出來，一方面確保了發光功能，還不會因為光線過于強烈而傷害使用者的眼球。作為優選的實施方式，發光元件14設置為貼片單色發光元件或者貼片彩色發光元件。

參照圖1和圖7所示，透光凸塊19的第一出光面25與聚光柱6入光面相對應，并且，所述折射段17遠離透光凸塊19的一側面開設有凹槽20，凹槽20的底面設置為一向下傾斜45°的鏡面21；入光段16的橫截面面積大于折射段17的橫截面面積；折射段17的橫截面面積大于出光段18的橫截面面積，這樣的結構讓發光元件14的光線通過45°的鏡面21能夠更多地折射到聚光柱6內，光線通過聚光柱6傳導到受光元件，聚光柱6的底端設置為圓弧面，使聚光柱6內的光線能夠更加集聚地射向受光元件13，從而確保受光元件13能夠良好地接收到光線。

作為優選的實施方式，PCB板12、發光元件14、受光元件13的上表面均覆蓋有透明防水膜層，使鍵盤的PCB板12具有防水性能，PCB板12被灑水的話，可直接擦干便可以繼續使用，不會造成短路，若PCB板12上積聚了灰塵，也可以通過擦拭或者水洗的方式去掉灰塵，保潔方便。

參照圖2和圖3所示，底座7的相對兩側設置有與鍵盤固定座15配合安裝的卡扣裝置8。通過卡扣裝置8將開關本體固定在鍵盤固定座15上，若要更換開關本體，只需要觸動卡扣裝置便可將開關本體與鍵盤固定座分離。

本發明的結構同樣適用于帶發聲組件的鍵盤開關。

上述實施例僅是顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。